DE4331145A1 - Sorptionsvorrichtung und Verfahren zum Kühlen und/oder Heizen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sorptionsvorrichtung zum Kühlen und/oder Heizen und ein darauf gerichtetes Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Sorptionsvorrichtungen sind beispielsweise aus der EP 92111436.9 bekannt. Darin ist ein Kühlsystem mit einer vakuumdichten Arbeitsmitteldampf-Sammelleitung beschrie­ ben. Ein Sorptionsbehälter, gefüllt mit einem Sorptionsmittel, saugt dabei Arbeitsmit­ teldampf, welcher in einem Verdampfer entsteht, ab und sorbiert den Dampf in der Sorptionsmittelfüllung unter Wärmefreisetzung. Nachdem das Sorptionsmittel gesät­ tigt ist, muß es durch Wärmezufuhr desorbiert werden. Während dieser Zeit ist keine Sorption von Arbeitsmitteldampf und somit keine Kälteerzeugung möglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Darstellung einer Sorptionsvorrichtung zum Kühlen und/oder Heizen, welche eine kontinuierliche und wirtschaftliche Be­ triebsweise erlaubt.

Gelöst wird diese Aufgabe mittels einer Sorptionsvorrichtung gemäß Anspruch 1, zu­ sammen mit einem Verfahren gemäß Anspruch 12.

Um eine kontinuierliche Kühlung zu gewährleisten, sind mindestens zwei Adsorpti­ onsmittel-Behälter so mit einer Arbeitsmitteldampfleitung verbunden, daß jeweils ein Adsorptionsmittel-Behälter Arbeitsmitteldampf adsorbieren kann, während der zweite Adsorptionsmittel-Behälter desorbiert wird bzw. im Stand-by-Betrieb für die spätere Sorption bereit steht.

Erfindungsgemäß wird das Sorptionsmittel innerhalb der Adsorptionsmittel-Behälter so angeordnet, daß zwischen einer Eintritts-Absperreinrichtung und einer Absaug-Ab­ sperreinrichtung nur nicht sorbierbare Gase und nicht Arbeitsmitteldampf abgesaugt werden kann. Damit ist gewährleistet, daß die Absaugvorrichtung, welche immer dann in Betrieb geht, wenn die Strömung aus einer Arbeitsmitteldampf-Quelle in den Ad­ sorptionsmittel-Behälter zu gering ist, keinen Arbeitsmitteldampf, sondern nicht sor­ bierbare Gase, insbesondere Luft absaugen kann. Falls die Absaugung so angeordnet ist, daß auch Arbeitsmitteldampf abgesaugt würde, würden die im Adsorptionsmittel- Behälter verbleibenden, nicht sorbierbaren Gase Teile der Sorptionsmittelfüllung blockieren. Der Adsorptionsmittel-Behälter kann dann nur teilweise mit Arbeitsmittel­ dampf beladen werden. Die Kapazität der Sorptionsmittelfüllung ist dann erheblich reduziert und der Energieaufwand zur Desorption des Arbeitsmittels aus dem Sorpti­ onsmittel unvertretbar hoch.

Bei der Verwendung von Wasser als Arbeitsmittel würde ein Mitabsaugen von Was­ serdampf die Absaugvorrichtung zerstören.

Erfindungsgemäß können an einer einzigen Absaugvorrichtung zwei oder mehrere Ad­ sorptionsmittel-Behälter angeschlossen werden. Dabei ist jeweils nur ein Adsorptions­ mittel-Behälter so mit der Absaugvorrichtung verbunden, daß dieser bei fehlender Ar­ beitsmitteldampf-Strömung in den Adsorptionsmittel-Behälter so lange abgesaugt wird, bis die Strömung wieder ausreichend groß ist. Der zweite (bzw. weitere) Ad­ sorptionsmittel-Behälter ist dabei von der Absaugvorrichtung entkoppelt. Er wird desorbiert oder wartet im Stand-by-Betrieb.

Zur Desorption des Sorptionsmittels ist in den Sorptionsmittel-Behältern eine Heizvor­ richtung vorgesehen, welche durch Temperaturerhöhung den zuvor sorbierten Arbeits­ mitteldampf desorbiert. Zum Abströmen dieses desorbierten Arbeitsmitteldampfes sind Ausgangs-Absperreinrichtungen vorgesehen, welche den Arbeitsmitteldampf aus den Adsorptionsmittel-Behältern austreten lassen. Damit der ausgetriebene Arbeitsmit­ teldampf nicht in den Verdampfer zurückströmen kann, sind geeignete Eintritts-Ab­ sperreinrichtungen vorgesehen. Sowohl die Eintritts-Absperreinrichtungen als auch die Ausgangs-Absperreinrichtungen können kostengünstig als Rückschlagventile ausgebil­ det sein, welche den Arbeitsmitteldampf nur in die gewünschte Richtung strömen lassen. Bei der Verwendung von Rückschlagventilen kann auf eine zusätzliche Steue­ rung der Absperreinrichtungen verzichtet werden.

Während der Desorptionsphasen darf der austretende Arbeitsmitteldampf nicht in die Absaugvorrichtung gelangen. Zwischen den Adsorptionsmittel-Behältern und der Ab­ saugvorrichtung sind deshalb Absaug-Absperrvorrichtungen geschaltet, welche nur dann öffnen, wenn die Absaugvorrichtung in Betrieb ist.

Innerhalb der Adsorptionsmittel-Behälter sind die Sorptionsmittel so angeordnet, daß sie homogen und gleichmäßig mit Arbeitsmittel belegt werden können und die Sorpti­ onsleistung bis zum Schluß möglichst konstant bleibt. Die Strömungsquerschnitte für den einströmenden Arbeitsmitteldampf sind deshalb in aller Regel größer zu halten als die Strömungsführung für die Absaugung der nicht sorbierbaren Gase.

Besonders vorteilhaft ist es, zwischen jeweils zwei Adsorptionsmittel-Behältern eine absperrbare Arbeitsmitteldampf-Leitung anzuordnen über welche zum Druckausgleich Arbeitsmitteldampf von einem Adsorptionsmittel-Behälter in den anderen gelangen kann. Dies geschieht sinnvollerweise immer dann, wenn ein Adsorptionsmittel-Behäl­ ter am Ende seiner Sorptionsfähigkeit angelangt ist und auf einen zweiten Adsorpti­ onsmittel-Behälter umgeschaltet werden muß. Auf diese Weise wird das Sorptionsmit­ tel im bereitstehenden Adsorptionsmittel-Behälter weiter desorbiert, während das un­ ter niedrigerem Arbeitsmitteldampfdruck stehende Sorptionsmittel im zweiten Behäl­ ter weiter sorbieren kann. Weiter desorbiertes Sorptionsmittel ist in der Lage, mehr Arbeitsmitteldampf aufzunehmen, d. h. im Verdampfer wird mehr Kälte erzeugt. Die Effizienz wird auf diese Weise erhöht.

In den bereitstehenden Adsorptionsmittel-Behälter können während der Stand-by-Pha­ se nicht sorbierbare Gase eingedrungen sein, die durch Öffnen der absperrbaren Ar­ beitsmitteldampf-Leitung in den erschöpften Adsorptionsmittel-Behälter einströmen. Der frische Adsorptionsmittel-Behälter ist damit gleich zu Beginn seiner Sorpti­ onsphase gasfrei.

Besonders vorteilhaft ist es, den Druckausgleich durch Öffnen von jeweils zwei Ab­ saug-Absperreinrichtungen zu erreichen. Selbstverständlich muß dabei der Zugang zur Absaugvorrichtung geschlossen sein.

Bei schnell ablaufendem Druckausgleich sprechen die Rückschlagventile zudem schnell und wirkungsvoll an.

Der aus den Adsorptionsmittel-Behältern über die Ausgangs-Absperreinrichtungen ab­ strömende Arbeitsmitteldampf kann, falls es sich um Wasserdampf handelt, in die Umgebung austreten. Energetisch sinnvoll ist es allerdings, den austretenden Arbeits­ mitteldampf rückzuverflüssigen und die Verflüssigungswärme beispielsweise einem Wasserbehälter zuzuführen. Um dies zu erreichen, wird hinter die Ausgangs-Absper­ reinrichtungen ein Verflüssiger angeordnet, in welchem das Arbeitsmittel bei Wärme­ abgabe rückverflüssigt wird. Gleichzeitig ist es vorteilhaft, den Verflüssiger mit einem Vorratsgefäß für das verflüssigte Arbeitsmittel zu kombinieren, aus welchem es über eine Versorgungsleitung den jeweils angeschlossenen Verdampfern wieder zugeführt werden kann.

Besonders einfach gestaltet sich die Nutzung der Verflüssigungswärme, wenn der Ver­ flüssiger im unteren Teil eines Warmwasser-Boilers untergebracht ist. Die Verflüssi­ gungswärme kann auf diese Weise direkt an die Wasserfüllung übertragen werden.

Erfindungsgemäß ist der Verflüssiger mit einer Absaug- bzw. Abström-Vorrichtung ausgestattet, über welche er von störenden Gasen, welche die Verflüssigung erschwe­ ren, befreit werden kann.

Bei Überdruck wird die Abströmvorrichtung öffnen und die Gase abblasen. Sobald dies geschehen ist, kann der Arbeitsmitteldampf an den kalten Verflüssigerwänden kondensieren. Der Druck erniedrigt sich dadurch schlagartig und die Abströmvorrich­ tung schließt selbständig.

Vorteilhaft ist es aber auch, die Abströmvorrichtung so an den Verflüssiger anzu­ schließen, daß bei zu hohem Flüssigkeitsstand überflüssiges Arbeitsmittel ebenfalls mit ausgeblasen wird.

Erfindungsgemäß wird als Sorptionsmittel ein Zeolith und als Arbeitsmittel Wasser verwendet. Diese Sorptionsstoff-Paarung hat sich sehr bewährt und erlaubt einen be­ sonders wirtschaftlichen und umweltfreundlichen Betrieb. Die Sorptionscharakteristik dieses Stoff-Paares ermöglicht einen hohen Temperaturhub zwischen Verdampfung und Sorption. Temperaturhöhe von über 100°C sind möglich. Somit lassen sich Ver­ dampfungs-Temperaturen von 0°C und Warmwasser-Temperaturen von über 90°C in einem einzigen System kombinieren.

Noch höhere Nutz-Temperaturen sind realisierbar, wenn das Sorptionsmittel über ei­ nen zusätzlichen Wärmeentnahmekreis Wärme an den Wärmeverbraucher abgeben kann. Über einen derartigen Wärmeentnahmekreis lassen sich nicht nur die Verflüssi­ gungsenthalpien des austretenden Arbeitsmitteldampfes nutzen, sondern auch die dem Betrage nach noch höheren Desorptionswärmemengen. Letztere sind dann aus dem Sorptionsmittel abrufbar, wenn die Desorptionsphase abgeschlossen ist. Da die Desorptions-Temperaturen bei der Sorptionsstoff-Paarung Zeolith/Wasser zwischen 200 und 300°C liegen, sind Nutz-Temperaturen von 100°C möglich. Damit lassen sich alle im Haushalt bekannten Warmwasser- und Heizungssysteme mit einem Kühl­ system, welches bei 0°C oder gar -18°C arbeitet kombinieren.

Erfindungsgemäß läßt sich der Wärmeentnahmekreis auch dazu nutzen, die Desorpti­ onswärme aus einem Adsorptionsmittel-Behälter in einen zweiten Behälter zu übertra­ gen. Hierzu notwendige Schaltungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Damit können dann bis zu 50% der zur Desorption notwendigen Wärmemengen intern ausge­ tauscht und zurückgewonnen werden. Nur die restliche Desorptionswärme muß dann dem System von außen zugeführt werden. Der Gesamtwirkungsgrad erhöht sich da­ durch beträchtlich.

Besonders vorteilhaft ist es, den Wärmeentnahmekreis so zu schalten, daß der Verflüs­ siger zur Wärmeabgabe mitgenutzt wird. Hierzu wird das verflüssigte Arbeitsmittel über Einströmventile aus dem Vorratsgefäß in die Wärmetauscher, die innerhalb der Sorptionsmittelfüllung angeordnet sind, eingeleitet. Das Arbeitsmittel verdampft dort unter Wärmeaufnahme. Der Dampf strömt zurück in den Verflüssiger und wird dort ebenso wie der aus dem Sorptionsmittel desorbierte Arbeitsmitteldampf verflüssigt. Da sich im Gesamtsystem nur Arbeitsmitteldampf befindet und keine nicht sorbierba­ ren oder nicht kondensierbaren Gase enthalten sind, wird der Verdampfungsprozeß in den Wärmetauschern so lange aufrechterhalten, bis sich die Temperaturen der Sorpti­ onsmittel den Verflüssigungstemperaturen im Verflüssiger angenähert haben. Damit läßt sich auch bei der Verwendung von Wasser als Arbeitsmittel in der Regel eine Sorptionsmittel-Temperatur von weniger als 40°C erreichen. Falls der Verflüssiger die Verflüssigungswärme an einen Warmwasser-Boiler abgibt, kann die Sorptionsmit­ tel-Temperatur sogar deutlich unter die höchste Boiler-Temperatur absinken, da bei Zulauf von kaltem Boiler-Wasser der Verflüssiger seine Verflüssigungswärme an des­ sen Wärmesenke auf niedrigerem Temperaturniveau abgeben kann.

Durch die Kombination eines Kühlschrankes mit einem Warmwasser-Boiler ergeben sich beträchtliche Energieeinsparungspotentiale. Da die gesamte Wärme aus dem Kühlschrank bei höheren Temperaturen dem Brauchwasser zugeführt wird, ist wirt­ schaftlich gesehen, für den Kühlschrank keine zusätzliche Antriebsenergie notwendig. Auch Wärme aus dem Sorptionsprozeß kann im Idealfall ganz in den Boiler einge­ bracht werden. Die aus dem Verdampfungsprozeß stammende Wärme muß nicht von außen zugeführt werden. Damit ist ein Kühlschrank ohne Antriebsenergie und ein in­ tegrierter Brauchwasser-Boiler mit ca. 30% weniger Antriebsenergie betreibbar.

Als Arbeitsmitteldampf-Quellen kommen insbesondere die aus der Europäischen Pa­ tentanmeldung EP 92111436.9 bekannten Verdampfer in Betracht.

Die für die Desorption des Sorptionsmittels notwendigen, hohen Temperaturen lassen sich durch eine Elektro-Heizung aber auch über Öl- oder Gas-Feuerungen in einfacher und bekannter Weise realisieren. Bei ausreichend dimensionierten Sorptionsmittel­ mengen läßt sich auch vorteilhafterweise Niedertarifstrom für die Desorption nutzen.

Beim Einsatz in mobilen Anlagen, wo über einen längeren Zeitraum hinweg, bei­ spielsweise ein Kühlschrank in einem Wohnmobil betrieben werden soll, ist es von Vorteil, beide Adsorptionsmittel-Behälter vor Beginn der Kühlphase zu desorbieren und nach der Sättigung des einen Sorptionsmittel-Behälters auf den zweiten umzu­ schalten. Während nunmehr der zweite Sorptionsmittel-Behälter die Kühlleistung des Verbrauchers übernimmt, kann zu einem frei wählbaren Zeitpunkt der erste Sorptions­ behälter, beispielsweise mit Netzstrom auf einem Campingplatz, desorbiert werden.

Um einen desorbierten Adsorptionsmittel-Behälter in Betrieb zu nehmen, muß ledig­ lich dessen Absaug-Absperreinrichtung geöffnet werden während die Absaugvorrich­ tung in Betrieb ist. Der zuvor benutzte Adsorptionsmittel-Behälter wird nicht mehr von nicht sorbierbaren Gasen abgepumpt. Seine Sorptionswirkung wird bald nachlas­ sen, so daß die gesamte Sorptionsleistung vom neuen Adsorptionsmittel-Behälter übernommen wird.

In der Zeichnung sind vorteilhafte Ausführungen des Erfindungsgedankens dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer einfachen Sorptionsvorrichtung zum Kühlen,

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung einer Sorptionsvorrichtung mit einem Verflüssiger zur Rückverflüssigung und

Fig. 3 eine weitergebildete Sorptionsvorrichtung, welche zusätzlich zur Verflüssi­ gungswärme auch die zur Desorption aufgewandte Wärmemenge einem Warmwasser- Boiler zuführt.

Die Sorptionsvorrichtung gemäß Fig. 1 enthält zwei Adsorptionsmittel-Behälter 1, 2, welche ein Sorptionsmittel 11, 21 enthalten. Dieses wird über elektrische Heizstäbe 12, 22 während der jeweiligen Desorptionsphase geheizt. Über Eintritts-Absperrein­ richtungen 13, 23 wird Arbeitsmitteldampf aus einem nicht gezeichneten Verdampfer in Pfeilrichtung A durch die Eintritts-Absperreinrichtung 13 in das Sorptionsmittel 11 eingesaugt und dort sorbiert. Die bei der Sorption frei werdende Wärme wird durch Wärmeleitung bzw. -strahlung an die Umgebung abgeführt. Um nicht sorbierbare Ga­ se aus dem Adsorptionsmittel-Behälter 1 abzusaugen, wird die Absaugvorrichtung 3 in Betrieb genommen und die Absaug-Absperreinrichtung 15 geöffnet.

Die Anordnung des Sorptionsmittels 11, 21 ist innerhalb der Adsorptionsmittel-Behälter 1, 2 so gewählt, daß kein Arbeitsmitteldampf mit abgesaugt wird. Die Ausgangs- Absperreinrichtung 14 ist dabei geschlossen. Sowohl bei den Ausgangs-Absperrein­ richtungen 14, 24 als auch bei den Eintritts-Absperreinrichtungen 13, 23 handelt es sich um Rückschlagventile, welche allein durch die Strömung des Arbeitsmitteldamp­ fes geöffnet bzw. geschlossen werden.

Während sich der Adsorptions-Behälter 1 in der Adsorptionsphase befindet, wird Ad­ sorptions-Behälter 2 desorbiert. Hierzu wird über die Heizvorrichtung 22 das Sorpti­ onsmittel 21 auf höhere Temperaturen erhitzt, wobei das zuvor sorbierte Arbeitsmittel dampfförmig desorbiert wird. Letzteres kann bei geschlossener Absaug-Absperrein­ richtung 25 nur über die Ausgangs-Absperreinrichtung 24 in Pfeilrichtung B an die Umgebung entweichen. Die Eintritts-Absperreinrichtung 23 ist während der Desorpti­ onsphase geschlossen, so daß Arbeitsmitteldampf nicht in die Leitung zum Verdamp­ fer rückströmen kann.

Sobald das Sorptionsmittel 11 im Adsorptionsmittel-Behälter 1 erschöpft ist, wird auf den Adsorptionsmittel-Behälter 2 umgeschaltet. Hierzu werden beide Absaug-Ab­ sperreinrichtungen 15, 25 geöffnet, so daß Arbeitsmitteldampf über die Arbeitsmittel- Leitung 10 aus dem Adsorptionsmittel-Behälter 2 in den Adsorptionsmittel-Behälter 1 strömen kann. Dabei werden auch nicht sorbierbare Gase aus dem Adsorptionsmittel- Behälter 2 in den Adsorptionsmittel-Behälter 1 mitgerissen und die Rückschlagventile 13 und 24 schlagartig geschlossen. Auf diese Weise ist der Adsorptionsmittel-Behälter 2 gasfrei und kann Arbeitsmitteldampf, welcher durch die sich öffnende Eintritts-Ab­ sperreinrichtung einströmt sorbieren.

Das Rückschlagventil 6, welches zwischen Absaugvorrichtung 3 und den beiden Ab­ saug-Absperreinrichtungen 15, 25 angeordnet ist, verhindert, daß beim Öffnen der Ab­ saug-Absperreinrichtungen 15 oder 25 und einem Nichtfunktionieren der Absaugvor­ richtung Luft in die Sorptionsvorrichtung eindringt.

In Fig. 2 ist die Sorptionsvorrichtung nach Fig. 1 weitergebildet. Beide Ausgangs-Ab­ sperreinrichtungen 14, 24 enden in einem Verflüssiger 4, welcher mit Kühlrippen 8 zur Abgabe der Verflüssigungswärme ausgerüstet ist. Über eine Absaug- bzw. Ab­ ström-Vorrichtung 5 werden aus dem Verflüssiger 4 störende Gase abgegeben. Gleichzeitig wird über die Absaug- bzw. Abströmvorrichtung 5 das Flüssigkeitsniveau des Arbeitsmittels konstant gehalten. Der Verflüssiger 4 dient gleichzeitig als Vorrats­ gefäß für das verflüssigte Arbeitsmittel, welches über die Leitung 7 in Pfeilrichtung C an den nicht gezeichneten Verdampfer geleitet wird.

Durch die Verwendung des Verflüssigers 4 wird aus der offenen Sorptionsvorrichtung, gemäß Fig. 1 eine geschlossene. Das in Fig. 1 an die Umgebung abströmende Arbeits­ mittel wird nunmehr im Verflüssiger 4 zurückgewonnen und in den Verdampfer wei­ tergeleitet. Sofern die Wärmeabgabe aus dem Verflüssiger 4 bei Temperaturen unter 100°C erfolgen kann und das Arbeitsmittel Wasser ist, ist eine energetisch günstigere Betriebsweise möglich. Bei Verflüssigungstemperaturen unter 100°C kann nämlich der Arbeitsmittel-Dampfdruck innerhalb der Adsorptionsmittel-Behälter kleiner als der Umgebungsdruck sein. Damit sinken die für die Desorption notwendigen Temperatu­ ren. Der Energieaufwand für die Erwärmung des Sorptionsmittels ist damit geringer.

In Fig. 3 ist die aus Fig. 1 bzw. Fig. 2 bekannte Sorptionsvorrichtung um jeweils einen Wärmeentnahmekreis 16, 26 erweitert, der mit flüssigem Arbeitsmittel gespeist wird. Das Arbeitsmittel fließt aus dem Verflüssiger 4 über die Einströmventile 17, 27 in die Wärmetauscher 18, 28, welche Wärme aus dem Sorptionsmittel 11, 12 aufnehmen und an den Verflüssiger 4 übertragen. Die Wärmeübertragung geschieht durch Verdamp­ fung von Arbeitsmittel in den Wärmetauschern 18, 28 und anschließender Rückkon­ densation im Verflüssiger 4. Die Anschlüsse der Wärmeentnahmekreise 16, 26 im Verflüssiger 4 sind deshalb so angeordnet, daß nur jeweils flüssiges Arbeitsmittel über die Einströmventile 17, 27 in die Wärmetauscher 18, 28 einströmen kann, während Arbeitsmitteldampf oberhalb des flüssigen Arbeitsmittels austreten kann.

Die Wärmetauscher 18 bzw. 28 sind bei Beginn der Desorptions-Phase mit flüssigem Arbeitsmittel gefüllt. Wenn die Einströmventile 17 bzw. 24 geschlossen werden und durch die Heizvorrichtungen 12 bzw. 22 die Temperaturen erhöht werden, wird das Arbeitsmittel durch das Entstehen von Dampfblasen aus den Wärmetauschern 18 bzw. 28 schnell ausgeblasen. Das noch an den Wänden haftende Arbeitsmittel ver­ dampft anschließend.

Am Ende der Desorptionsphase muß ein heißer Adsorptionsmittel-Behälter gekühlt werden. Durch Öffnen des Einströmventiles 17 bzw. 27 wird hierzu im Wärmetau­ scher 18 bzw. 28 heißer Arbeitsmittel-Dampf erzeugt, welcher im Wärmetauscher, 28 bzw. 18 des zweiten Adsorptionsmittel-Behälters durch Rückkondensation zu einer Vorwärmung der Sorptionsmittelfüllung führt. Arbeitsmittel-Dampf aus dem zu küh­ lenden Adsorptionsmittel-Behälter strömt nämlich nicht nur in den Verflüssiger 4, sondern von dort auch rückwärts in den Wärmetauscher des zweiten Adsorptionsmit­ tel-Behälters und erhitzt diesen. Dieser Effekt ist besonders dann sinnvoll, wenn der zweite Adsorptions-Behälter gerade zur Desorption ansteht.

Der Verflüssiger 4 ist bei der Ausführungsform, gemäß Fig. 3 im unteren Bereich ei­ nes Warmwasser-Boilers 9 installiert. Er gibt somit sowohl die Verflüssigungswärme des aus dem Sorptionsmittel 11 bzw. 21 ausgetriebenen Arbeitsmittel-Dampfes als auch die fühlbare Wärmemenge des Sorptionsmittels an das Boiler-Wasser ab. Da in den Boiler 9 in der Regel kaltes Wasser von unten nachströmt, ist auch der Verflüssi­ ger 4 von kälterem Wasser umgeben. Damit kann die Sorptionsmittel-Temperatur in günstigen Fällen weitaus tiefer liegen als es die hohe Boiler-Wasser-Temperatur erfor­ dern würde. In diesem Fall ist das Sorptionsmittel in der Lage, zusätzliches Arbeits­ mittel zu sorbieren. Der Gesamtwirkungsgrad wird damit nochmals höher.

Claims (13)

1. Sorptionsvorrichtung zum Kühlen und/oder Heizen mit mindestens zwei Ad­ sorptionsmittel-Behältern (1, 2), welche ein Sorptionsmittel (11, 21) enthalten, wel­ ches bei Temperaturerhöhung ein Arbeitsmittel dampfförmig desorbiert und bei tiefe­ ren Temperaturen exotherm sorbiert,
und mit Heizvorrichtungen (12, 22) über welche die Sorptionsmittel (11, 21) erhitzt werden können,
und mit je Adsorptionsmittel-Behältern (1, 2) einer Eintritts-Absperreinrichtung (13, 23) und einer Ausgangs-Absperreinrichtung (14, 24) für den ein- (A) bzw. abströmen­ den (B) Arbeitsmitteldampf, dadurch gekennzeichnet, daß beide Adsorptionsmittel-Behälter (1, 2) über je eine Absaug-Absperreinrichtung (15, 25) mit einer einzigen Absaugvorrichtung (3) so in Vr (1, 2) einer Eintritts-Ab­ sperreinrichtung (13, 23) und einer Ausgangs-Absperreinrichtung (14, 24) für den ein- (A) bzw. abströmenden (B) Arbeitsmitteldampfverbindung stehen, daß nur jeweils ein Adsorptionsmittel-Behälter (1 oder 2) von nicht sorbierbaren Gasen abgesaugt wird, und daß das Sorptionsmittel (11, 21) so zwischen der Eintritts-Absperreinrichtung (13, 23) und der Absaug-Absperreinrichtung (15, 25) angeordnet ist, daß zwar alle nicht sorbierbaren Gase nicht aber Arbeitsmitteldampf abgesaugt werden können.

2. Sorptionsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Sorptionsmittel-Behältern (1, 2) eine absperrbare Arbeitsmit­ teldampf-Leitung (10) existiert, über welche zum Druckausgleich Arbeitsmitteldampf von einem Adsorptionsmittel-Behälter (1 oder 2) zum anderen Adsorptionsmittel-Be­ hälter (2 oder 1) strömen kann.

3. Sorptionsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die absperrbare Arbeitsmitteldampf-Leitung (10) die beiden Absaug-Absperrein­ richtungen (15, 25) nutzt.

4. Sorptionsvorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß hinter den Ausgangs-Absperreinrichtungen (14, 24) ein gemeinsamer Verflüssiger (4) angeordnet ist, welcher den austretenden Arbeitsmitteldampf verflüssigt und die Verflüssigungswärme abgibt.

5. Sorptionsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verflüssiger (4) mit einer Absaug- bzw. Abström-Vorrichtung (5) ausgestattet ist, über welche der Verflüssiger von störenden Gasen befreit werden kann.

6. Sorptionsvorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verflüssigungswärme, welche im Verflüssiger (4) anfällt, zur Erwärmung von Wasser, insbesondere Heiz- oder Brauchwasser benutzt wird.

7. Sorptionsvorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sorptionsmittel ein Zeolith und das Arbeitsmittel Wasser ist.

8. Sorptionsvorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sorptionsmittel (11, 21) über einen Wärmeentnahmekreis (16, 26) Wärme an den Verflüssiger (4) abgibt.

9. Sorptionsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeentnahmekreise (16, 26) jeweils ein Einströmventil (17, 27) enthalten, welches flüssiges Arbeitsmittel aus dem Verflüssiger (4) den Wärmetauscher (18, 28) strömen läßt.

10. Sorptionsvorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeentnahmekreise (16, 26) so verschaltet sind, daß sie Wärme aus dem jeweils heißeren Sorptionsmittel (11 oder 21) an das jeweils kältere Sorptionsmittel (21 oder 11) übertragen.

11. Sorptionsvorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Eintritts-Absperreinrichtungen (13, 23) oder eine der Aus­ gangs-Absperreinrichtungen (14, 24) als Rückschlagventil ausgebildet ist, welches öff­ net, wenn der Arbeitsmitteldampf in die gewünschte Richtung strömt und schließt, so­ bald die Strömungsrichtung wechselt.

12. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugvorrichtung (3) dann nicht sorbierbare Gase aus dem Adsorptionsmit­ tel-Behälter (1 oder 2) abpumpt, wenn keine ausreichende Arbeitsmitteldampf-Strö­ mung in den jeweils für die Sorption bestimmten Adsorptions-Behälter (1 oder 2) erfolgt.

13. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abschluß der Sorptionsphase eines Adsorptionsmittel-Behälters (1 oder 2) durch Öffnen der beiden Absaug-Absperreinrichtungen (15, 25) eine Verbindung zwi­ schen den beiden Adsorptionsmittel-Behältern (1 und 2) hergestellt wird, über welche Arbeitsmittel-Dampf strömen kann.